现浇PP纤维砼渠道在大型灌区节水改造中的应用

李红刚

白城市水利勘测设计院,吉林省137000

现浇PP纤维砼渠道在大型灌区节水改造中的应用

李红刚

白城市水利勘测设计院,吉林省137000

现浇PP纤维砼渠道是白沙滩灌区节水改造中的主要防渗节水措施，该技术和方法应用于大型灌区的节水改造中，不仅安全可靠，而且经济可行，取得了令人满意的效果，其作法可为类似灌区节水改造工程提供借鉴。

PP纤维砼；渠道防渗；灌区；节水改造

渠道防渗是提高水的利用率的一项重要措施。渠道防渗措施种类很多，根据白城市镇赉县白沙滩灌区渠道特点，在续建配套与节水改造中采用了现浇PP纤维混凝土板块防渗措施。混凝土衬砌防渗的主要优点有：防渗效果好，渠道水利用系数可达 0.95以上；耐久性好，使用寿命长；抗冲能力强，允许流速大；糙率小，能够缩小渠道断面；强度高，便于养护管理，减少管理费用。

1.工程概况

白沙滩灌区兴建于1972年，1974年灌区开始灌溉，经过多年建设改造，现已初具规模。工程主要有渠首泵站工程、灌区渠系灌排工程及田间工程。

根据白沙滩灌区地质勘察结果表明：表层土壤薄，一般为20～60cm，下层为细砂层，渗透系数大，总干渠、干渠及支渠部分渠段为半挖半填渠道，并通过砂层地段，渗水严重。现渠系水利用系数低，为0.53左右，灌溉水利用系数仅为0.5，因此不能实现计划用水和节约用水，水资源不能合理利用，限制了灌区发展。

本次设计对白沙滩灌区二干渠进行防渗衬砌。二干渠渠底堤身岩性为低液限黏土，渗透系数为1.0×10-2cm/s属中等透水，该段堤身、渠底需要采取防渗措施。

2.工程设计

2.1 设计方案比较

根据当地的土质条件及气候特点，做防渗方案的选择选取时，拟定两种方案。一是砼板下设土工膜防渗、二是PP纤维砼板下设两布一膜方案。两种方案投资及防渗效果见表1。

表1 防渗方案比较

通过以上方案比较，砼板是在本地区普遍采用的防渗材料，防渗效果明显，但投资大。近几年，经过大量的科学试验，摸索出一套适合本地条件的防渗措施，即pp纤维砼防渗，在板下设两布一膜。此种防渗不但节省大量砼，降低费用，加入纤维后，砼板的抗变形增强。白城市洮北一分干试验段，经几年运行，状况良好。

采用pp纤维混凝土板防渗，其施工工艺简单、管理方便、耐久性好、可靠性好、投资合理、并有一定的成功经验。满足灌区防渗的要求。所以本次防渗衬砌方案选定为pp纤维砼板下铺设两布一膜（400g/m2）的防渗形式。

2.2 防渗工程设计

二干渠在历年节水续建配套工程中已进行部分渠道衬砌。二干渠堤坡部分为低液限黏土，渗透系数为1.0×10-2cm/s，属中等透水。设计采用两布一膜防渗。渠底两布一膜上回填30cm土并夯实，边坡采用6cm厚现浇PP纤维砼护砌。渠道的断面尺寸为，内坡比1：2，外坡比1：1.5；堤顶宽2m；渠底宽6m。坡顶压顶与坡底齿槽皆为现浇混凝土。PP纤维砼板块间设纵、横向分缝，缝宽为2cm，缝间嵌沥青木板。

3.工程施工

6cm厚现浇PP纤维砼板块护坡施工方法与要求如下：

（1）采用经防腐处理的木板进行分块，几何尺寸为200cm×150cm×6cm；

（2）混凝土性能指标为C20、F200；

（3）施工要求：采用搅拌机拌和，为达到要求的混凝土强度，配制时可加适量的外加剂。

（4）渠道衬砌工程施工前，先清理修整渠底和边坡，清除杂草，按设计要求修整渠底和边坡。基面清理完毕后，按设计边坡及比降支设模板，模板采用宽度10cm的槽钢，混凝土浇筑前，先在原砌石表面铺一层厚度为1～2cm的水泥砂浆，边坡与渠底的衬砌均采用平板振动器搪振捣，振扳行距重叠5～10cm，振捣边坡时，采用单向上行振动，靠近模板的边角部位辅以人工捣固。浇注完毕混凝土初凝后盖湿草帘养护，养护期14～28天。

（5）防渗膜铺设：防渗土工膜采用两布一膜，铺设施工应遵循《堤防工程施工规范》（SL—260—98）要求，并参照《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T—225—98）规定执行。渠底两布一膜铺设时，必须将两布一膜伸入坡底齿槽底部，与坡面的两布一膜搭接，搭接长度为20cm。渠道边坡两布一膜防渗铺设时，坡顶的两布一膜必须伸入坡顶压顶底部，用于固定边坡上两布一膜；防渗土工膜铺设时应留有一定的宽松度，以适应不均匀沉陷等变形要求。

（6）防渗渠道上下游和土渠交界处，应进行防冲淘、加固的工程处理。具体方法是，在上下游与土坡交接处，作宽25cm，深40cm的混凝土防冲槽，将两侧两布一膜铺入槽内固定。

4.常见质量问题及原因分析

混凝土边坡和渠底的主要质量问题是混凝土表面的干缩裂缝,原因是养护不当，致使水分散失过快，体积收缩，引起混凝土开裂。

5.质量控制的主要措施

5.1 水泥、砂子、碎石等原材料的质量必须符合设计和规范要求。施工前对水泥取样做物理性能试验，对砂子、碎石做级配及配合比试验。

5.2 施工过程中，使用材料的配合比随时抽检复查，各种材料的称量偏差值水泥为±2.0%，砂子、碎石为±3.0%。

5.3 施工中的各道工序，严格检查验收，以施工、监理、业主三方签字为准，前一道工序末验收合格.不得进行下一道工序施工，施工单位按监理要求对隐蔽工程适时进行报验。

5.4 边坡及渠底混凝土衬砌层厚度满足设计规定要求，衬砌层厚度允许偏差≤±5 %。

5.5 混凝土施工完成12～18h后及时养护，以提高混凝土早期强度和最终强度，减少表面水分蒸发与细微裂缝。

6.结 语

白沙滩灌区节水改造工程自2002年4月开工，至今已完成7个年度投资计划，工程效益已初步显现，在工程施工期间，穿插进行多次放水灌溉，白沙滩灌区管理局对改造完成的二干渠17km进行了试验，二干渠输水时间由改造前的3h缩短为1h，干渠渠道水利用系数由改造前的0.62提高为0.96，灌溉效率显著提高，节水效果十分明显，工程运行安全无任何质量事故。

李红刚，男，大学，工程师。工作单位：白城水利勘测设计院。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.034